高中化学填空题

工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁[Fe(OH)SO₄]的工艺流程如下：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Al(OH)3
开始沉淀	2.3	7.5	3.4
完全沉淀	3.2	9.7	4.4

回答下列问题：
（1）加入少量NaHCO₃的目的是               ，该工艺中“搅拌”的作用是                 。
（2）反应Ⅱ中的离子方程式为                ，在实际生产中，反应Ⅱ常同时通入O₂以减少NaNO₂的用量，O₂的作用是                    。(用化学方程式表示)
（3）生产中碱式硫酸铁溶液蒸发时需要在常温减压条件下的原因是                 。
（4）在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准，产品中不得含有Fe²⁺及NO₃^-。为检验所得产品中是否含有Fe²⁺，应使用的试剂为           。(填写字母)
A．氯水    B．KSCN溶液    C．NaOH溶液    D．酸性KMnO₄溶液

一项科学研究成果表明，铜锰氧化物（CuMn₂O₄）能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛（HCHO）。
（1）向一定物质的量浓度的Cu(NO₃)₂和Mn(NO₃)₂溶液中加入Na₂CO₃溶液，所得沉淀经高温灼烧，可制得CuMn₂O₄。
①Cu²⁺基态的核外电子排布式可表示为                   。
②CO₃^2-的空间构型是         （用文字描述）。
（2）在铜锰氧化物的催化下，CO被氧化为CO₂，HCHO 被氧化为CO₂和H₂O。
①写出一种与CO分子互为等电子体的离子的化学式                   。
②HCHO分子中C原子轨道的杂化类型为                     。
③1mol CO₂中含有的σ键数目为                   。
（3）向CuSO₄溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)₄]^2-。[Cu(OH)₄]^2-的结构可用示意图表示为           。（不考虑空间构型）

从明矾[KAl(SO₄)₂·12H₂O]制备Al、K₂SO₄和H₂SO₄的流程如下：

已知：明矾焙烧的化学方程式为：4[KAl(SO₄)₂·12H₂O] + 3S＝2K₂SO₄ + 2Al₂O₃ + 9SO₂↑+ 48H₂O
请回答下列问题：
（1）在焙烧明矾的反应中，氧化产物与还原产物的物质的量之比为：             。
（2）步骤②中，为提高浸出率，可采取的措施有_____________。

A．粉碎固体混合物

B．降低温度

C．不断搅拌

D．缩短浸泡时间

（3）明矾焙烧完全后，从步骤②的滤液中得到K₂SO₄晶体的方法是           。
（4）步骤③电解的化学方程式是                ，电解池的电极是用碳素材料做成，电解过程中，阳极材料需要定期更换，原因是：                             。
（5）以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)
转化为Ni(OH)₂，则该电池的正极电极反应式是                            。
（6）焙烧a吨明矾（摩尔质量为b g/mol），若SO₂的转化率为96%，可生产质量分数为98％的H₂SO₄质量为                    吨(列出计算表达式)。

（1）已知H-H 键能为436 kJ·mol^－1，H-N键键能为391 kJ·mol^－1，根据化学方程式： N₂（g）+3 H₂（g）=2NH₃（g） ΔH=－92.4kJ·mol^－1。则N≡N键的键能是             
（2）事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是__________________。
A．C(s) + H₂O(g) =" CO(g)" + H₂(g) △H > 0
B．2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(1) △H < 0
C．NaOH(aq) + HC1(aq) =" NaC1(aq)" + H₂O(1) △H < 0
（3）以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其正极的电极反应式__________。
（4）电解原理在化学工业中有着广泛的应用。现将你设计的原电池通过导线与图中电解池相连，其中为 a电解液，X和Y均为惰性电极，则

① 若a为CuSO₄溶液，则电解时的化学反应方程式为               。
②若电解含有0.04molCuSO₄和0.04molNaCl的混合溶液400ml，当阳极产生的气体672 mL（标准状况下）时，溶液的pH=_______________（假设电解后溶液体积不变）。

某市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2．5（直径小于等于2．5um的悬浮颗粒物）其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2．5、SO₂、NO_x等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：
（1）将PM2．5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：

离子	K^+	Na^+	NH4^+	SO4^2^－	NO3^－	Cl^－
浓度/mol·L^－1	4×10^－6	6×10^－6	2×10^－5	4×10^－5	3×10^－5	2×10^－5

根据表中数据判断试样的pH约为                    。
（2）为减少SO₂的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料。已知：
2H₂（g）+O₂（g）＝2H₂O（g）ΔH =－483.6 kJ·mol^－1
2C（s）+O₂（g）＝2CO（g）ΔH =－221.0 kJ·mol^－1
则C（s）+ H₂O（g）＝CO（g）+ H₂（g）ΔH＝____         ___ kJ·mol^－1。
②洗涤含SO₂的烟气。以下物质可作洗涤剂的是                  。
A．Ca（OH）₂   B．Na₂CO₃  C．CaCl₂    D．NaHSO₃
（3）汽车尾气中有NO_x和CO的生成：
①已知气缸中生成NO的反应为：N₂ （g）+O₂（g）2NO（g）△H0
ⅰ.若1L空气含0．8molN₂和0． 2molO₂，1300℃时在密闭容器内反应达到平衡，测得NO为8×10^－4mol。计算该温度下的平衡常数K＝                。
ⅱ.恒容密闭容器中，下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是        
A混合气体的密度不再变化
B混合气体的平均分子量不在变化
C N₂ 、O₂、NO的物质的量之比为1:1:2
D氧气的百分含量不在变化
ⅲ.若升高温度，则平衡___________（填“正向”或“逆向”或“不”下同）移动，逆反应速率         （填“变大 ”或“变小”或“不变”）。
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO，2CO（g）＝2C（s）+O₂（g）。已知该反应的△H0，则该设想能否实现             (填“能”或“不能”)？
（4）综上所述，你对该市下一步的环境建设提出的建议是               

空气质量日报中有一项重要检测指标是SO₂的含量，结合所学知识回答下列问题。

工业制硫酸的过程中，SO₂催化氧化的原理为：2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g) + Q
某温度下，测得SO₂(g)的平衡转化率()与体系总压强( p )的关系如上图所示。
28．a、b两点对应的平衡常数K(a)                        K(b) (填“>”、 “<”或“=”，下同)，SO₃浓度c(a)             c(b)。c点时，反应速率υ(正)              υ(逆)。
将一定量的SO₂(g)和O₂(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，在不同温度下进行反应得到如下表中的两组数据：

实验编号	温度/℃	起始量/mol	平衡量/mol
SO2	O2	SO2	O2
1	T1	4	2	x	0.8
2	T2	4	2	0.4	y

29．实验1从开始到反应达到化学平衡时，用去时间t 分钟，则υ(SO₂)表示的反应速率为           ，温度T₁大于T₂的理由是            。
30．制取SO₂的尾气用NaOH溶液吸收，可得到Na₂SO₃和NaHSO₃两种盐。
①0.1 mol/L的NaHSO₃溶液中c(H⁺) >c(OH^－)，用水解和电离理论的角度解释其原因             ，若往溶液中加入氨水至中性，则c(Na⁺)          c(HSO₃^－)+c(SO₃^2－)+c(H₂SO₃)(填“>”、 “﹤”或 “=”)。
②往0.1 mol/L 的Na₂SO₃溶液加入少量NaOH固体，完全溶解后溶液中c(Na⁺) :c(SO₃^2－)的比值         (填“变大”、“变小”或“保持不变”)。

氮元素在自然界中存在多种价态，结合题干回答下列问题：
23．氮元素原子核外有              个未成对电子，最外层有              种能量不同的电子。
24．氮和磷是同主族元素，下列能说明二者非金属性相对强弱的是              (填编号)。
a．NH₃比PH₃稳定性强
b．氮气与氢气能直接化合，磷与氢气很难直接化合
c．硝酸显强氧化性，磷酸不显强氧化性
d．氮气常温是气体，磷单质是固体
25．已知，氯胺NH₂Cl熔点-66℃，NH₄Cl熔点340℃，氯胺的电子式为           ，从物质结构的角度解释两者熔点相差较大的原因            。
26．NH₂Cl比HClO稳定性高，易水解，因水解后能产生可杀菌消毒的物质而成为饮用水的缓释消毒剂，NH₂Cl发生水解的化学方程式为        。
27．工业上利用铝粉除去含氮废水中的NO₃^－，当控制溶液pH在10.7左右时，反应过程中生成AlO₂^－、氮气和氨气，若氮气和氨气的体积比为4:1，则还原剂和氧化剂的物质的量之比为        ，若氮气和氨气的体积比为1:1，则除去0.1mol NO₃^－，消耗铝______g。

Ⅰ.（1）工业上合成氨的反应：N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)   ΔH＝－92.60 kJ·mol^－1。
①恒温容积固定的密闭容器中发生反应：N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)，下列说法能说明上述反应达到平衡状态的是____________。
a.单位时间内生成2n mol NH₃的同时生成3n mol H₂
b.单位时间内生成6n mol N—H键的同时生成2n mol H—H键
c.用N₂、H₂、NH₃的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1∶3∶2
d.混合气体的平均摩尔质量不变
e.容器内的气体密度不变
f.容器内气体的压强不变
（2）已知合成氨反应在某温度下2 L的密闭容器中进行，测得如下数据：

时间(h) 物质的量(mol)	0	1	2	3	4
N2	1.50	n1	1.20	n3	1.00
H2	4.50	4.20	3.60	n4	3.00
NH3	0	0.20	n2	1.00	1.00

 
根据表中数据计算：
①反应进行到2 h时放出的热量为________ kJ。
②0～1 h内N₂的平均反应速率为________ mol·L^－1·h^－1。
③此温度下该反应的化学平衡常数K＝________(保留两位小数)。
④反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入N₂、H₂和NH₃各1.00 mol，化学平衡将向________方向移动(填“正反应”或“逆反应”)。
Ⅱ.（1）二氧化碳是一种重要的温室气体，减少二氧化碳的排放是解决温室效应的有效途径。目前，由二氧化碳合成二甲醚的研究工作已取得了重大进展，其化学反应方程式为2CO₂(g)＋6H₂(g) CH₃OCH₃(g)＋3H₂O(g) ΔH＞0。二甲醚气体的燃烧热为1 455 kJ·mol^－1，工业上用合成气(CO、H₂)直接或间接合成二甲醚。下列有关叙述正确的是________。
A．二甲醚分子中含极性共价键
B．二甲醚作为汽车燃料不会产生污染物
C．二甲醚是非极性分子   D．表示二甲醚燃烧热的热化学方程式为CH₃OCH₃(g)＋3O₂(g)===2CO₂(g)＋3H₂O(g) ΔH＝－1 455 kJ·mol^－1
（2）绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图如图所示：正极为________(填“A电极”或“B电极”)，H+移动方向为：由         到          (填A或B)，写出A电极的电极反应式：___________。

分别在密闭容器的两个反应室中进行如下反应：
左反应室：A（g）+2B（g）2C（g） 右反应室：2Z（g） X（g）+Y（g）
在反应室之间有无摩擦、可自由滑动的密封板隔断。反应开始和达到平衡时有关物理量的变化如下图所示：

（1）A（g）+2B（g）2C（g） 的△H            0（填“>”、“<”或“=”）。
（2）在平衡（I）和平衡（Ⅱ）中，X的体积分数                （填序号）。
a．一定相等     b．一定不相等     c．可能相等
（3）达到平衡（I）时，A的转化率为                  。

（I）向一体积不变的密闭容器中充入2 mol A，0.6 mol C和一定量的B三种气体，一定条件下发生反应2A(g)＋B(g)3C(g)，各物质的浓度随时间变化的关系如图 1所示，其中t₀～t₁阶段c(B)未画出。图2为反应体系中反应速率随时间变化的情况且t₂，t₃，t₄各改变一种不同的条件。

（1）若t₁＝15 min，则t₀～t₁阶段以C的浓度变化表示的反应速率v(C)＝__________。
（2）t₃时改变的条件为__________________，B的起始物质的量为__________________，
(3)t₄～t₅阶段，若A的物质的量减少了0.01 mol，而此阶段中反应体系吸收能量为a kJ，
写出此条件下该反应的热化学方程式：__________________。
（II）在容积可变的密闭容器中发生反应：mA(g) + nB(g)  pC(g) ，在一定温度和不同压强下达到平衡时，分别得到A的物质的量浓度如下表

压强p/Pa	2×10^5	5×10^5	1×10^6
c(A)/mol·L^-1	0.08	0.20	0.44

⑴当压强从2×10⁵ Pa增加到5×10⁵ Pa时，平衡              移动（填：向左， 向右 ，不）
⑵维持压强为2×10⁵ Pa，当反应达到平衡状态时，体系中共有amol气体，再向体系中加入bmolB，当重新达到平衡时，体系中气体总物质的量是         mol。
⑶当压强为1×10⁶ Pa时，此反应的平衡常数表达式：                          。

已知Cr(OH) ₃在碱性较强的溶液中将生成[Cr(OH)₄]^―，铬的化合物有毒，由于+6价铬的强氧化性，其毒性是+3价铬毒性的100倍。因此，必须对含铬的废水进行处理，可采用以下两种方法。
还原法在酸性介质中用FeSO₄等将+6价铬还原成+3价铬。 具体流程如下：

有关离子完全沉淀的pH如下表：

有关离子	Fe^2+	Fe^3+	Cr^3+
完全沉淀为对应氢氧化物的pH	9．0	3．2	5．6

（1）写出Cr₂O与FeSO₄溶液在酸性条件下反应的离子方程式__________________。
（2）在含铬废水中加入FeSO₄，再调节pH，使Fe³⁺和Cr³⁺产生氢氧化物沉淀。
则在操作②中可用于调节溶液pH的试剂最好为：_____________（填序号）；
A．Na₂O₂  B．Ca(OH)₂  C．Ba(OH)₂  D．NaOH
此时调节溶液的pH范围在____________（填序号）最佳。
A．12～14   B．10～11   C．6～8   D．3～4
（3）将等体积的4．0×10^-3mol·L^-1的AgNO₃和4．0×10^-3mol·L^-1的K₂CrO₄溶液混合能析出Ag₂CrO₄沉淀（K_sp(Ag₂CrO₄)=9．0×10^-12），请写出表示Ag₂CrO₄溶解平衡的方程式，并简要写出能生成Ag₂CrO₄沉淀原因的计算过程。

常温下有下列四种溶液：

	①	②	③	④
溶液	pH＝4的NH4Cl	pH＝4的盐酸	0．1 mol·L^－1的醋酸	0．1 mol·L^－1的NaOH

已知该温度下醋酸的电离平稀常数K_a＝1．8×10^－5。请回答下列问题：
（1）用④的标准液滴定③宜选用        （填“石蕊”、“酚酞”或“甲基橙”）作为指示剂；①②溶液中由水电离出的c(H⁺)之比为                。
（2）将②③④三种溶液分别加水稀释10倍，pH变化最小的是           （用序号表示），用pH试纸测定溶液pH的操作方法是                 。
（3）都是0．1mol/L的①NH₄Cl．②NH₄HCO₃．③CH₃COONH₄．④NH₄HSO₄的溶液中NH₄⁺离子浓度大小顺序为                    。（用序号填写）
（4）取适量溶液③滴定20 mL溶液④，滴定曲线如右图所示，则a点时溶液中各离子浓度的大小关系为             。若b点时消耗③的体积为V mL，则V         20（填“＞”．“＜”或“＝”）。

研究CO₂的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
（1）写出镁在CO₂中燃烧的化学方程式为_________ _     ____。
（2）高温时，用CO还原MgSO₄可制备高纯MgO。
①750℃时，测得气体中含等物质的量SO₂和SO₃，此时反应的化学方程式是__________。
②由MgO可制成“镁－次氯酸盐”燃料电池，其装置示意图如图1，该电池反应的离子方程式为     ____________________。
        
图1                 图2                 图3
（3）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO₂转化为甲醇的热化学方程式为：
CO₂(g) +3H₂(g)CH₃OH(g) +H₂O(g)  △H
①该反应的平衡常数表达式为K=______________。
②取五份等体积CO₂和H₂的混合气体(物质的量之比均为1∶3)，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH₃OH)与反应温度T的关系曲线如图2所示，则上述CO₂转化为甲醇反应的ΔH_______(填“>” “<”或“＝”)0。
③在两种不同温度下发生反应，测得CH₃OH的物质的量随时间变化如图3所示，曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K_Ⅰ ________K_Ⅱ(填“>” “<”或“＝”)。
④一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式投入反应物，一段时间后达到平衡。

容 器	甲	乙
反应物 投入量	1molCO2 3molH2	a molCO2、b molH2、 c molCH3OH(g)、c molH2O(g) （a、b、c均不等于0）

若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持反应逆向进行，则c的取值范围为____________。

（1）反应Fe(s)+CO₂(g)FeO(s)+CO(g)  △H₁，平衡常数为K₁；
反应Fe(s)+H₂O(g)FeO(s)+H₂(g)  △H₂，平衡常数为K₂；在不同温度时K₁、K₂的值如下表：

	700℃	900℃
K1	1．47	2．15
K2	2．38	1．67

①反应CO₂(g) + H₂(g)CO(g) + H₂O(g)  △H，平衡常数为K，则△H=          （用△H₁和△H₂表示），K=            （用K₁和K₂表示），且由上述计算可知，反应CO₂(g) + H₂(g)CO(g) + H₂O(g)是          反应（填“吸热”或“放热”）。
②能判断CO₂(g) + H₂(g)CO(g) + H₂O(g)达到化学平衡状态的依据是           （填序号）。
A．容器中压强不变         B．混合气体中c(CO)不变
C．v_正(H₂)= v_逆(H₂O)        D．c(CO)= c(CO₂)
（2）一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO₂气体，发生反应Fe(s)+CO₂(g)FeO(s)+CO(g) △H > 0，CO₂的浓度与时间的关系如图所示。

① 该条件下反应的平衡常数为                ；若铁粉足量，CO₂的起始浓度为2.0mol·L^－1，则平衡时CO₂的浓度为____________mol·L^－1。
②下列措施中能使平衡时增大的是__________（填序号）。
A．升高温度           B．增大压强
C．充入一定量的CO₂     D．再加入一定量铁粉

CCUS是一种二氧化碳的捕获、利用与封存的技术，这种技术可将CO₂资源化，产生经济效益．
（1）已知：①CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(g)  △H₁=-820kJ/mol
②CO(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+H₂(g)   △H₂=-41.2kJ/mol
②2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g)   △H₃=-566kJ/mol
则反应的CO₂(g)+CH₄(g)2CO(g)+2H₂(g)的△H=___________。
（2）工业上，可利用太阳能以CO₂为原料制取C，其原理如下图所示：

整个过程中__________（填“Fe₃O₄”或“FeO”）是反应的催化剂。重整系统中发生的反应为6FeO+CO₂2Fe₂O₃+C，每生成1molFe₃O₄，转移电子的物质的量为____________。
（3）CO₂还可用于合成甲醇，其热化学方程式为：CO₂(g)+H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g) △H<0
①该反应的平衡常数表达式为____。
②在恒容的密闭容器中，加入H₂和CO₂的混合气体，不同温度条件，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数甲(CH₃OH)如图所示。图中A、B、C、D、E五个点对应的状态中，处于平衡状态的是_______  （填字母），B点和E点的反应速率大小关系为v(B)            v(E)（填“>”、“<”、“=”）。

③一定温度下，在甲、乙两个容积相同的密闭容器中，加入H₂和CO₂的混合气体。

容器	甲	乙
反应物投入量	1molCO2、3molH2	amolCO2、bmolH2、cmolCH3OH(g)、cmolH2O(g)

甲容器平衡后气体的压强为开始时的80%，要使乙容器达平衡时与甲容器达到相同的平衡状态，且起始时反应逆向进行，则c的取值范围为___________。